Tese Doutorado Edson JJ Souza UFPR Julho 2009 - PIPE ...

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<strong>Souza</strong> (2007) faz um apanhado geral das técnicas de medição utilizadaspara o estudo de sprays, apresentando outros critérios de classificação. A questãoda intrusividade deve ser considerada, pois a penetração de sondas ou detectores,necessários a medição, podem causar perturbações importantes no jato queacabam por desclassificar a medição. O autor apresenta um resumo das técnicasnão-intrusivas na figura 18, com as utilizadas neste trabalho em destaque.95Técnicas denuvem de gotaDifração deLaser(Malvern)Velocidade(LDV)Diâmetro(PDPA)Espalhamento de LuzExtinção de luzContagem gota a gotaefeito DopplerTécnicas ÓticasTécnicas nãointrusivasImagemImagem deVideo CâmeraAbsorção deNêutronsUltrasônicosTécnicas“Exóticas”HolografiaFotografia e filmeDetecção deCargas ElétricasDetecção deRadioatividadeTiro de Luz deLaserFotos/vídeo deAlta VelocidadeVelocidade e DiâmetroSimultâneos (PIV)FIGURA 18 – RESUMO DE TÉCNICAS NÃO INTRUSIVASAs técnicas intrusivas têm sido francamente descontinuadas e a literaturaespecializada menciona o uso de raios laser como o grande avanço e vantagemdevido a sua intrusividade quase nula. Existem obviamente outras técnicasdisponíveis, com aplicações específicas. Resumidamente as técnicas utilizadasneste trabalho foram eminentemente não-intrusivas, a saber:• qualitativas: foto convencional e foto de alta velocidade, utilizadassomente para observação e verificação da geometria do spray;• quantitativas: técnicas baseadas na perturbação de raios laser como oespalhamento para medição do diâmetro de gotícula (Malvern) e interferometria porefeito Doppler (PDI, PDPA e LDV) que retornam medições de diâmetro evelocidade das gotículas.
O modelo adimensional obtido no item anterior indicou quais os parâmetrosque deveriam ser investigados de forma a concluir uma correlação preditiva com odiâmetro final da gotícula. O diâmetro “D” à esquerda da relação proposta tem valordiscreto e, portanto, deveria ser indispensavelmente medido. Primeiramente énecessário conhecer de que maneira um spray de gotículas pode ser estudadoatravés de um valor discreto de diâmetro. Da mesma forma fica o campo develocidades, lembrando que em um sistema ortogonal têm-se as três direçõesv=v(x, y, z). Os métodos de medição de spray, contudo, consideram umadeterminada região do spray que deverá ser tomada para estudo, denominada“volume ou superfície de controle de medição”. A aplicação desse conceito deveser entendida segundo dois modos:• dimensional: quando o conceito de diâmetro representativo é aplicado auma região do spray tomada para estudo, em que haja uma população degotículas, tomadas instantaneamente, ou seja, sem levar em consideração avariação em função do tempo. As técnicas fotográficas, considerando que o tempode “abertura” do obturador (câmeras convencionais) ou tempo de “varredura” emcâmaras digitais é muito pequeno em função do evento, devem ser consideradasdimensionais;• temporal: quando se fixa uma determinada região do spray e considerasea variação de todas as gotículas em movimento naquela região segundo umintervalo de tempo. Neste caso os resultados obtidos serão uma média dosdiâmetros representativos instantâneos.Busca-se então escolher uma ou várias técnicas de avaliação de spraysque forneçam condições, diretas ou indiretas, para a medição e o cálculo do SMDbem como seu campo de velocidades.O uso de raios laser para estudos de sprays deu um importante passoquando os medidores tornaram-se populares e os custos caíram. É notório oavanço da atomização desde o final da década de 80 com a disponibilidade demedidores por perturbação de raios laser. Vários renomados autores comoLefebvre (1992), Yule (1996) e Chigier (2003) comentam as vantagens trazidas poressas técnicas, sobretudo sua não intrusividade para uma medição quantitativa edeterminística das grandezas diâmetro e velocidade. Trabalhos como o de Lee etal. (2001), focando injetores de motores diesel, mostrou as vantagens da técnicas alaser como a velocimetria por efeito Doppler a laser- LDV para a medição pontual96
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